土木工程概论论文2014.docx

土木工程新型材料的发展方向与趋势摘 要：进入21世纪以来，随着经济的高速发展，土木工程建设的规模也越来越大，人类对 生存空间以及环境的要求也达到了一个前所未有的高度。这对土木工程材料的生产 研究使用和发展提出了更新的要求和挑战。随着人类文明及科学技术的发展，土木 工程材料不断的进步与改善。现代土木工程中，传统的土、石等材料的主导地位已 逐渐被新型材料所取代。作为土木工程专业的学生，我们应当与时俱进，时刻关注 科技变化，掌握新型材料的发展趋势，使得土木工程向着更加完善的方向发展。关键词：新型材料；土木工程；发展方向与趋势1. 土木工程新型材料发展方向&高强度混凝土,族高强混凝土为采用水泥、砂、石、高效减水剂等外加剂和粉煤灰超细矿渣硅灰等矿物掺合料以常规工艺配制，使新拌混凝土拥有良好的和易性，硬化后强度等级为C60及 其以上的混凝土。高强混凝土对承受压力的构件有显著的技术经济效益，它不仅减少构 件截面，减少混凝土的用量，还能降低成本。在高层建筑中，由于高强混凝土的高强、 早强和变形模量，可以缩减低层梁、柱的截面并增加建筑使用面积，扩大建筑的柱网间 距并改善建筑使用功能，可以增加结构刚度而减少高层房屋勺压缩量与水平荷载的横向 位移。高强度混凝土致密、抗渗和抗冻性均高于普通混凝土，因此在有腐蚀的环境、易遭 破损的结构、尤其基础设施工程，多采用高强混凝土结构：高强混凝土变形小，从而使 构件的刚度得以提高，大大改善了建筑物的变形性能7在大跨屋盖中，大跨屋盖的自重 要占到全部设计荷载中的绝大部分，所以采用高强:混凝土空间结构或预应力结构就变得十分有利，可以显著降低结构的重量。与传统的混凝土相比，高强混凝土在原材料的配 比上主要有二点不同，即低水灰比和多组分其目的都是为了增加混凝土的密实程度， 改善骨料和硬化水泥浆之间的界面性能，从而达到高强和耐久。高性能混凝土二,高性能混凝土伊£，相对比传统的混凝土材料其工作性优良且强度和耐久度更 加符合工程需要，具体表现在早期强度较高、验收强度较高以及弹性模量较高；另外HPC 的耐久度也高于普通混凝土材料。即便是使用条件较为恶劣，也可以保证内部钢筋不被 腐蚀，维持混凝土材料应有的坚固和耐久性；最后则体现在HPC的高可泵性以及和易性 上，且使用HpC筑造的结构更加容易修整。在冬天气温环境较为恶劣的情况下HPC能 够保证快速凝结且强度增长较快，不会在低温环境下凝结冰冻。而在高温环境下HPC也 湍够保证其塌落度符合建筑要求，对水化热程度也能较好的控制。纤维混凝土纤维混凝土是在混凝土中加入合成材料纤维丝或钢纤维，是由纤维和水泥基料(水 泥石、砂浆或混凝土)组成的复合材料的统称。水泥石、砂浆或混凝土的主要缺点是： 抗拉强度低、极限延伸率小、性脆，加入抗拉强度高、极限延伸率大、抗碱性好的纤维， 可以克服这些缺点。所用纤维按其材料性质可分为：1) .金属纤维；2) .无机纤维；3) .有机纤维。纤维混凝土能增强塑性混凝土的抗拉能力，显著降低其塑性流动和收缩微裂纹。这 种减少或消除塑性微裂纹使混凝土获得其最佳的长期整体性。这些纤维呈各向均匀地分 布于整个混凝土，使混凝土得到辅助加强，以防止收缩裂纹。在随处都有纤维的混凝土 中，亦可最大限度地减少在受力状态下混凝土可能出现裂缝的宽度和长度。&绿色建材“绿色建材”(Green Building Materials)是指“健康型、环保型、安全型(消防)” 的建筑材料，国际上也有称之为“健康建材”、“环保建材”或“生态建材”或者说“绿色建材”是指采用清洁生产技术，少占用天然资源和能源，大量使用工业或城市固态、 液态废弃物生产的无毒害、无污染、有利于人体健康的建筑材料。绿色建材最。功能是在于维护人体健康和保护环境。“绿色建材”不是单独的建材品种， 康、环保、安全”品性的评价。严格而全面地讲它要对生产原料、 程、使用过程及废弃物处置这五大环节作分别评价和综合评价；评价的对 包括现有的和将来出现的全部建材品种。绿色建材一般要求满足以下几个方面：1)2)3)4)5)与传统建材相比，绿色建材具有以下.其生产所用原料尽可能少用天弃物；采用低能耗制造工艺和不境的生产技术；在产品配制和生产过程中/不使用对人体有害的物质，如甲醛、卤化物溶剂或 者芳香族碳氢，产品中不得含有汞及其化合物，不得使用铅、镉、格及其化合物的颜加剂；产品的设仅不损害 防霉、除循环或回收再利用，不产生污染环境的废弃物。施工过范围广义上1)2)3)4)建筑材料在生产和使用过程中资源、能源消耗低、环境污染小；可使废弃物再资源化，并能回收利用；入建筑材料在生产和使用过程中有利于保护可改善生活环境，有利于人体健康；具有良好的物理化学性能和施工性匕。五个基本呻源，大量使用尾矿、废渣、垃圾、废液等废环境或治理污染;以改善生产、居住和生活环境，提高生活质量为目的，即产品不 害人体健康，而且有益于人体健康，产品具有多种功能，如抗菌、灭菌、 除臭、隔热、阻燃、防火、调温、调湿、消磁、防射线、隔声和抗静电智能材料诞生于21世纪，它的设计灵感来源于生物学，是高新材料研究的重点。随着智能材料在这个领域的应用变广，我们似乎看到了智能材料的发展前景是如此的宽阔。智能材料的出现是科 学研究领域的一个重大突破，但是其诞生却是试验中的一次偶然，上个世纪中期，科学家致力于研 究复合材料，是在一次试验中，把光导纤维融入到碳纤维，从而形成具备抗断能力与此同时也具有 感知应力的材料，无意中发现的这种新型材料，由于受当时研究深度的局限以及人们认识的制约， 当时科学家不能对其进行相关的运用，早期命名为自适应材料。由于其独特的性质特征，在上个世 纪末期，科学家开始将注意力转移到该种材料的研究中，在这个基础之上，科学家们也分别提出了“机敏材料”等名称，把现在与智能材料相关联的材料做出了很明确的定义。所谓的智能材料，是人类在原始材料的基础上进行的又一次科学革命，智能材料也成为第四代材料。顾名思义，智能材料的优势是它可以敏感的感知外部的环境因素的变化，并能够根据环境变化 的程度和数值的改变自动进行改变和适应，同时能够在无人操作下实行智能化的能力执行。智能化材 料的出现节省了大量的人工作业，同时能够及时预测不必要的外部变化，降低经济损失。随着人们对智能材料的认识深入以及优质特性的挖掘，智能材料从实验室走进实践应用中，并 不断的拓展其自身运用的领域。经过多年的实践研究，最终科学家将智能材料引入土木工程建设中， 二者的有机结合被称作智能土木结构。它既是建筑领域的一次改革同时也是建筑材料的重大突破。从 土木工程的本质特征看，土木工程建设主要是满足人们基本居住和使用需求，因此，需要其具有高标 准的强度、安全性、可靠性和耐久性。2. 土木工程新型材料发展趋势'废渣、垃圾等随着城市化、工业化进程的加快和生产力水平的大幅提高，土木工程新型材料将有如下 发展趋势：1) 研制高性能材料，例如研制轻质、高强、高耐久性、优异装饰性 料，以及充分利用和发挥各种材料的特性；2) 采用复合技术，制造出具有特殊功能的复合材；3) 充分利用地方材料，尽量减少天然资源的使用，大量使废弃物作为生产土木工程材料的资源，以及保护自然资源和隹护生态环境的平衡；开发、生产低能耗的材4) 节约能源，采用低能耗、无环境污染的生产技术，同时要开发对人体有益料以及能降低建筑物使用能耗的节能型材料；5) 材料生产中不得使用有损人体健康的添加点的材料；6) 产品可循环再生利用，无污染废弃物,，以防止二次污染。3. 结束语妾影响建筑物或结构物的性能、功能、使用，土木工程材料也引来了它的变革，涌现出许俱进，只有充分了解当今建筑新型材料的发展，土木工程材料作为建筑施工的基础，年限和经济成本。在科技日新月异发许多多新型材料，作为本专业学生只一_才能建出符合当代人类对建筑空间及环境要求的建筑。的应用J.科技创新与应用，2014，(5).3版)M.北京:高等教育出版社，2009： 35-40.高强度混凝土的研究现状及应用分析J.科技致富向导，2013，(15). 绿色建材发展与前景J.建筑科学，2006,6A(22).智能材料在土木工程建设中的研究J.数字化用户，2013, (11).参考文献1 李德仁.新型材料2 叶志明.土木工程3 陈亚红，胡4 张仁瑜，冷发5 黄浦